CN103576027A - 基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了一种基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法，该方法包括以下步骤：前期准备阶段主要是对变电站一次设备、二次设备进行初步了解，全面掌握综合自动化系统性能、具体装置、保护屏功能，达到进行系统调试的要求。调试阶段即结合设计要求和系统功能进行全面细致的试验，以满足变电站的试运行条件。试运行阶段即在所有一、二次设备投入运行的情况下检查保护装置、后台、远动信息是否正确。调试收尾阶段即对试运行中发现的问题进行处理，并对整个工作整理收尾的阶段，提高综合自动化系统功能。

Description

基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法

技术领域

本发明涉及变电站综合自动化领域，具体是基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法。

背景技术

继电保护在电气设备运行中起着至关重要的作用，它不仅保护着设备本体的安全，而且还保障了生产的正常进行。为了保证电力系统的安全稳定运行，必须提高继电保护的正确动作率，更好地满足电力系统安全运行的要求。继电保护综合自动化系统加强了继电保护的效能和可靠性，对保证电网安全稳定运行起到了重大作用，随着微机保护应用进一步推广，自动化系统的运行可靠水平逐步趋向稳定，变电站的二次系统一般都会采用综合自动化系统，原来为电磁型、晶体管型保护的常规变电站也逐步改造为综自站。可是由于各地技术水平参差不齐，计算机应用能力也不尽相同，影响了综自系统功能的发挥。

发明内容

针对以上现有技术的不足，本发明提供一种基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法，包括以下步骤：

步骤1、前期准备阶段，了解整个站二次综自系统设备的数量及主要功能；了解一次主结线；各间隔实际位置及运行状态；进行二次设备外观检查；检查各屏电源结法，并根据软件组态查看、设置装置地址；连接各设备之间通讯线；

步骤2、调试阶段，校验和调试一次、二次系统的电缆连接、保护和监控功能；

步骤3、试运行阶段，观察系统运行状态，记录存在的问题；

步骤4、调试收尾阶段，针对试运行期间反映出的问题进行消缺处理，并监控软件的数据，备份和变电站资料的整理交接。

所述的步骤2包括以下步骤：

步骤1、开关控制回路的调试

步骤2、断路器本身信号和操动机构信号的检查

步骤3、开关量状态的检查，逐一拉合一次侧断路器、隔离开关，观察后台机的反映。

步骤4、主变压器本体信号的检查

步骤5、二次交流部分的检查

所述步骤1包括以下步骤：合上直流屏开控制电源、储能电源或者合闸电源，检查一次开关侧储能电源或合闸电源保险是否合上；合上装置电源开关和控制回路开关，手动逐一分合断路器，检查控制回路、断路器位置指示灯颜色是否正确，反应是否正常。

所述步骤2包括以下步骤：检查弹簧操动机构，弹簧储能信号机报警音响是否正确，在后台上重合闸充电标志是否显示；检查液压操动机构，压力信号是否齐全，在后台上显示的事件名称、时间、音响报警是否正确；检查断路器气体压力信号，在后台上显示的事件名称、时间、音响报警是否正确。

所述步骤4包括以下步骤：检查主变压器本体瓦斯、温度、压力信号在后台机上的反映是否正确；检查主变压器分接头档位和调节分接头过程在后台机上的反映是否正确；检查变压器温度在后台机上的反映是否正确。

所述步骤5包括以下步骤：用升流器在一次侧对A、B、C三相分别加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查；在装置面板查看保护电流回路数值、相别和测量回路电流数值、相别是否正确；在电能表屏用钳型表测量计量电流，在后台机查看电流显示是否正常。

该方法还包括以下步骤：直流系统保护功能的调试、监控部分功能的调试、打印功能的调试、声音报警功能、远动功能的调试。

所述的步骤3包括以下步骤：

步骤1、差动保护极性校验，在监控后台机上，调主变（差动）保护装置采样值，通过参看采样数据中的差流相数据的大小判断差动极性，或者通过对各相电流的波形分析差动极性；

步骤2、带方向保护的方向校验，线路带一定负荷之后，在后台机上调采样值，通过观察同一时刻相电压与同相电流之间的电压电流数据分析；

步骤3、后台机检验。

所述的步骤3后台机检验包括以下步骤：

步骤1、检查后台显示电压、电流是否正确。显示不正确，看后台电压互感器、电流互感器变比设置是否正确，再查看二次接线是否有误，电流互感器是否封死；

步骤2、检查后台机显示线路、主变侧功率是否正常；

步骤3、后台机显示断路器、隔离开关位置是否正常；

步骤4、后台电量数据是否正常；

步骤5、调度端显示遥测、遥信、遥脉数据是否正常。

所述的步骤2检查后台机显示线路、主变侧功率是否正常，通过以下步骤确定：现场有功率测量装置，可直接通过测量二次电流电压相位即可算出功率；若无该装置，则采取以下方法分析：装置计算功率采用电流相数是否与实际一次电流互感器对应，即两表法还是三表法测功率，如实际电流互感器为两相，而采用三表法计算功率则误差很大；后台组态中电流互感器、电压互感器变比是否正确设置，电流互感器回路接线是否正确，电流互感器是否被封死；采用功率计算公式P=31/2UIcosj初步计算功率是否与显示一致；如不一致，则用相序表测装置电压相序是否正确，如电压相序正确，则某相电流相序或极性必不正确，此时，可在开关柜端子排依次短接A、B、C三相电流，并摘掉端子排至主控室或柜上装置电流线，在后台机上观察三相电流显示数据是否正确变化，可排查出开关柜端子排到主控室内电流相序；若电流相序正确，应查电流极性正确否；各电压等级母线上进出有功功率应平衡：各母线上所有受电间隔有功功率之和与送电间隔有功功率之和应相等，如不相等，可根据变电站实际运行状态判断哪个功率点功率方向不正确，功率反的功率点将电流互感器极性对调即可，主变送电侧、受电侧有功功率、无功功率不一定完全相等，由于主变传输的是视在功率，送电侧视在功率等于受电侧视在功率。

本发明的优点在于：本发明提供了一种基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法，提高综合自动化系统功能。

具体实施方式

下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式对所涉及的各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

工程调试包括以下步骤：前期准备阶段主要是对变电站一次设备、二次设备进行初步了解，全面掌握综合自动化系统性能、具体装置、保护屏功能，达到进行系统调试的要求。调试阶段即结合设计要求和系统功能进行全面细致的试验，以满足变电站的试运行条件。试运行阶段即在所有一、二次设备投入运行的情况下检查保护装置、后台、远动信息是否正确。调试收尾阶段即对试运行中发现的问题进行处理，并对整个工作整理收尾的阶段。

1前期准备阶段

工作的前期，突出两个词：“了解”和“检查”。首先对整个站二次综自系统设备进行全面的了解，包括综自装置的安装方式、控制保护屏、公用屏、电能表屏、交流屏、直流屏的数量和主要功能；了解一次主结线，各间隔实际位置及运行状态；进行二次设备外观检查，主要有装置外观是否损坏，屏内元件是否完好，接线有无折断、脱落等；检查各屏电源接法是否准确无误，无误后对装置逐一接电，注意观察装置反应是否正确，然后根据软件组态查看、设置装置地址；连好各设备之间通讯线，调试至所有装置通讯正常，在后台机可观察装置上送数据。

2调试阶段

这个阶段包括一次、二次系统的电缆连接、保护、监控等功能的全面校验和调试。首先检查调试一次、二次系统的电缆连接。

2.1开关控制回路的调试

合上直流屏控制电源、储能电源或合闸电源，检查一次开关侧储能电源或合闸电源保险是否合上，以免合闸时烧毁合闸线圈。合上装置电源开关和控制回路开关，手动逐一分合断路器，检查控制回路、断路器位置指示灯颜色是否正确（合上断路器后为红色，跳开断路器后为绿色），反应是否正常。如发现控制断路器时位置指示灯熄灭或红绿灯全亮，要立即关闭控制直流电源，查找原因。应注意，如果装置跳合闸保持回路需要与断路器操动机构跳合闸电流配合时，继电器保持电流是否与断路器控制回路实际电流值匹配。如果不匹配，当继电器保持电流比实际电流小时，将烧毁跳合闸保持继电器；当比实际电流大时，跳合闸不可靠或跳合不成功。

2.2断路器本身信号和操动机构信号在后台机上的反映

关于弹簧操动机构，弹簧未储能信号及报警音响是否正确。弹簧未储能信号应接在装置的正确位置，且要求在未储能时，接点闭合用以闭锁线路重合闸，同时电铃响。若正确，断路器合上后装置面板应有重合闸充电标志显示。关于液压操动机构，压力信号是否齐全，后台机SOE事件名称、时间反应是否正确，音响报警应正确（电铃响）。关于SF6断路器气体压力信号，应在后台机上显示SOE事件名称、时间正确，音响报警正确（电铃响）。

2.3开关量状态在后台机上的反映

逐一拉合一次侧断路器、隔离开关，查看后台机SOE事件名称、时间是否正确，断路器、隔离开关状态显示是否正确。若状态与实际相反，必是断路器、隔离开关辅助触点常开、常闭接反。此时，可通过更改电缆接线或后台机遥信量组态改正，但改后台机遥信量特性组态“常开”为“常闭”时，在调度端也应做相应改动。

2.4主变压器本体信号的检查

主变压器本体瓦斯、温度、压力等信号在后台机上显示的SOE事件名称、时间是否正确；重瓦斯信号、压力信号应响电笛并跳主变各侧断路器，轻瓦斯、温度高信号应响电铃。查主变压器分接头档位和调节分接头过程在后台机显示是否正确。

查变压器温度在后台机显示是否正确。一般主变压器测温电阻应有三根出线，一根接测温电阻一端，另两根共同接测温电阻另一端用以补偿从主变压器到主控室电缆本身的电阻，提高测温的精度。在测温装置上也应按此方式连接，否则测出的温度不准，接错时是个定值。

2.5二次交流部分的检查

用升流器在一次侧对A、B、C三相分别加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查。不应开路或串到其它回路，有效值、相别应正确。在装置面板查看保护电流回路数值、相别和测量回路电流数值、相别；在电能表屏用钳型表测量计量电流，最后在后台机查看电流显示。

用升压器在一次侧对A、B、C三相分别加单相或用调压器在电压互感器二次侧A、B、C三相分别加单相电压57V。注意观察该母线段所有保护、测量、计量电压回路应都有电压，其它母线段设备无电压，相别反映正确。万用表量电能表屏计量电压，查看装置面板、后台机电压显示值是否正确。加三相电压，用相序表测计量、测量、保护电压相序。启动电压互感器切换功能，本电压等级一二段母线均应有正确电压显示，而其它母线段二次侧无电压。

2.6其它需要微机监控的量，（如直流系统）遥信量及音响报警正确，遥测量显示正确

直流系统保护功能的调试。对保护装置做试验，检验装置精度及传动断路器，在后台机上应报保护动作信息、开关变位信息和显示动作时刻数据。若装置带同期功能时，应找准线路侧电压和母线侧电压基准点，即当同期电压取相电压或线电压时，线路侧UXN与母线侧UN或Ub（当电压互感器的B相接地时）短接。

监控部分功能的调试。遥控功能的检查，后台遥控断路器、主变压器分接头、电动隔离开关应正确无误。若遥控断路器不成功，主要有如下原因：测控装置或控制回路未上电；直流屏合闸电源未合或一次开关处合闸保险未给上；测控装置未通讯；装置远方/就地切换开关在就地位置；装置未采到远方/就地切换开关位置；断路器位置不能在后台机上正确反映；控制回路接线不正确。按最终完整一次系统图纸做好监控一次系统图，详细核对断路器、隔离开关编号，电压互感器、电流互感器变比，将模拟量、脉冲量系数设置正确。系统图、网络图、棒图、实时报表、历史报表等图表应按要求进行设计、组态，做到完整准确。

打印功能的调试。要求打印机设置正确，打印图形、报表完整美观，大小合适。自动打印功能（告警信息自动打印、保护信息自动打印、和日报表、月报表的自动打印）及时准确，完整美观；手动打印功能（保护动作数据的打印；保护定值的打印；系统图、网络图、棒图、曲线、实时报表、历史报表的打印）完整美观，符合运行管理要求。

声音报警功能。对断路器、隔离开关等开关量加声音报警功能；对保护动作信息加声音报警功能。与智能直流屏、智能电能表、GPS、五防等装置的通讯应正确，功能正常发挥。

远动功能的调试。投运远动首先要和调度端协调以下技术内容：通道为模拟方式或数字方式；通讯方式为同步或异步；准确的通讯速率；如通道为模拟方式，调制解调器中心频率；调度端站址和本站站址；帧功能码（一般按标准CDT规约即可）；调度端遥控序号为十进制或16进制；遥测量数量、顺序及名称，频率数据采用格式（普通模拟量或BCD码）；遥信量数量、顺序及名称；遥控量数量、顺序及名称；电量数量、顺序及名称；向调度端提供遥测、遥信、遥控、遥脉信息表。以上各项协调内容应与调度端完全一致，否则数据传送有误，严重时就不能进行通讯。在调试过程中，对变电站上行信息和下行信息分别进行调试。上行信息包括调度端反映遥信量应正确，SOE量、遥信变位能正确捕捉，模拟量反映正确，电量正确。下行信息有调度端遥控断路器、隔离开关正确，遥调主变档位正确；需要调度端校时，校时正确。关于远动通道、报文调试的方法，远动调试时,用串口调试软件来看远动报文。对于数字通道，直接将笔记本232口插在远动通讯口，可直接观察到数据报文。对于模拟通道，查看远动信号是否上送,可采用以下方法：用交流电压表测量应在0.4～1.3V之间，最好在0.7V左右（电压过低信号接收不好，电压过高则干扰载波相临话音通道）；用数字频率表测量时,频率表后几位应在MODEM中心频率范围内不断变化；用示波器观察波形时，应有两个清晰的波形，稳定住一个波形，另一个则在不断变化。若波形静止不动，只是在不断发“1”或“0”，调度端将解调不出信息；用喇叭听信号，可听到清晰而有规律的嘈杂音。

调试的最后阶段是对整个综自系统进行以下完善工作：

综自系统的防雷抗干扰处理。通讯线屏蔽层可靠接地；各通讯端口可靠保护；交流电源接地正确。

屏上各标签框完整准确，任意一个元件应有明显标识：控制保护屏上压板、开关、指示灯及装置名称标签框；控制保护屏后C45N开关标签；电能表屏上标签框；交流屏上开关标签框；直流屏上开关标签框；各屏后端子排按单位做标识；在计算机通讯线的插头上做标识标明用途。

3试运行阶段

本阶段要详细观察系统的运行状态，以便及时发现存在的隐患。

3.1差动保护极性校验

主变压器带一定负荷之后，才能判断出主变压器差动极性。在监控后台机上，调主变（差动）保护装置采样值，将能看到某一时刻主变电流采样数据。可参看采样数据中的差流相数据的大小判断差动极性，也可通过对各相电流的波形分析差动极性。正常状态下，对于双绕组变压器在同一时刻，主变压器高低压侧A-a，B-b，C-c相电流波形应正好相反，即高压侧为正半波数据，则低压侧应为负半波数据，且幅值相加应得零。对于三绕组变压器，送电侧各相电流波形与受电侧各相波形相反，且幅值相加得零。

3.2带方向保护的方向校验

线路带一定负荷之后，在后台机上调采样值，通过观察同一时刻相电压与同相电流之间的电压电流数据分析。例如：线路输送功率为从变电站向线路送电，则A相电压正半波最大值应超前A相电流正半波最大值一定角度（最大不超过180°），即同半波数据内电流最大值落后电压最大值几个采样点，否则线路保护方向错误。根据装置采样频率可算出两点之间角度，如12点采样，则两点之间为360/12=30°，同理，可校验B、C两相。

3.3后台机

后台机显示电压、电流是否准确。显示不正确，应看后台机电压互感器、电流互感器变比设置是否正确，再查看二次接线是否有误，电流互感器是否被封死。

后台机显示线路、主变各侧功率是否准确。功率方向应沿袭保护方向规定，即按功率流入母线为负，流出母线为正，这样，也可保证保护方向基本正确。现场最好有功率测量装置，可直接通过测量二次电流电压相位即可算出功率。若无该装置，则可采取以下方法分析：装置计算功率采用电流相数是否与实际一次电流互感器对应，即两表法还是三表法测功率，如实际电流互感器为两相，而采用三表法计算功率则误差很大；后台组态中电流互感器、电压互感器变比是否正确设置，电流互感器回路接线是否正确，电流互感器是否被封死；采用功率计算公式P=31/2UIcosj初步计算功率是否与显示一致。如不一致，则用相序表测装置电压相序是否正确，如电压相序正确，则某相电流相序或极性必不正确。此时，可在开关柜端子排依次短接A、B、C三相电流，并摘掉端子排至主控室或柜上装置电流线，在后台机上观察三相电流显示数据是否正确变化，由此，可排查出开关柜端子排到主控室内电流相序。若电流相序正确，应查电流极性正确否；各电压等级母线上进出有功功率应平衡：各母线上所有受电间隔有功功率之和与送电间隔有功功率之和应相等。如不相等，可根据变电站实际运行状态判断哪个功率点功率方向不正确，功率反的功率点将电流互感器极性对调即可。需要注意的是：主变送电侧、受电侧有功功率、无功功率不一定完全相等，由于主变传输的是视在功率，只要送电侧视在功率等于受电侧视在功率即可。

后台机显示断路器、隔离开关位置是否正确。

后台电量数据是否正确。

调度端显示遥测、遥信、遥脉数据是否正确。

4调试收尾阶段

试运行结束后，针对试运行期间反映出的问题进行消缺处理。最后，做好计算机监控软件的数据备份和变电站资料的整理交接。至此，一个综合自动化变电站的现场调试工作结束。

Claims (10)

1.一种基于变电站综合自动化及继电保护系统一体化调试方法，包括以下步骤：

步骤1、前期准备阶段；

步骤2、调试阶段，校验和调试一次、二次系统的电缆连接、保护和监控功能；

步骤3、试运行阶段，观察系统运行状态，记录存在的问题；

步骤4、调试收尾阶段，针对试运行期间反映出的问题进行消缺处理，并监控软件的数据，备份和变电站资料的整理交接。

2.根据权利要求1所述的调试方法，其特征在于：所述的步骤2包括以下步骤：

步骤1、开关控制回路的调试；

步骤2、断路器本身信号和操动机构信号的检查；

步骤3、开关量状态的检查，逐一拉合一次侧断路器、隔离开关，观察后台机的反映；

步骤4、主变压器本体信号的检查；

步骤5、二次交流部分的检查。

3.根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于：所述步骤1包括以下步骤：合上直流屏开控制电源、储能电源或者合闸电源，检查一次开关侧储能电源或合闸电源保险是否合上；合上装置电源开关和控制回路开关，手动逐一分合断路器，检查控制回路、断路器位置指示灯颜色是否正确，反应是否正常。

4.根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于：所述步骤2包括以下步骤：检查弹簧操动机构，弹簧储能信号机报警音响是否正确，在后台上重合闸充电标志是否显示；检查液压操动机构，压力信号是否齐全，在后台上显示的事件名称、时间、音响报警是否正确；检查断路器气体压力信号，在后台上显示的事件名称、时间、音响报警是否正确。

5.根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于：所述步骤4包括以下步骤：检查主变压器本体瓦斯、温度、压力信号在后台机上的反映是否正确；检查主变压器分接头档位和调节分接头过程在后台机上的反映是否正确；检查变压器温度在后台机上的反映是否正确。

6.根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于：所述步骤5包括以下步骤：用升流器在一次侧对三相分别加单相电流，对二次电流回路进行完整性检查；在装置面板查看保护电流回路数值、相别和测量回路电流数值、相别是否正确；在电能表屏用钳型表测量计量电流，在后台机查看电流显示是否正常。

7.根据权利要求2所述的调试方法，其特征在于：该方法还包括以下步骤：直流系统保护功能的调试、监控部分功能的调试、打印功能的调试、声音报警功能、远动功能的调试。

8.根据权利要求1所述的调试方法，其特征在于：所述的步骤3包括以下步骤：

步骤1、差动保护极性校验，在监控后台机上，调主变（差动）保护装置采样值，通过参看采样数据中的差流相数据的大小判断差动极性，或者通过对各相电流的波形分析差动极性；

步骤2、带方向保护的方向校验，线路带一定负荷之后，在后台机上调采样值，通过观察同一时刻相电压与同相电流之间的电压电流数据分析；

步骤3、后台机检验。

9.根据权利要求8所述的调试方法，其特征在于：所述的步骤3包括以下步骤：

步骤1、检查后台显示电压、电流是否正确。显示不正确，看后台电压互感器、电流互感器变比设置是否正确，再查看二次接线是否有误，电流互感器是否封死；

步骤2、检查后台机显示线路、主变侧功率是否正常；

步骤3、后台机显示断路器、隔离开关位置是否正常；

步骤4、后台电量数据是否正常；

步骤5、调度端显示遥测、遥信、遥脉数据是否正常。

10.根据权利要求9所述的调试方法，其特征在于：所述的步骤2通过以下步骤确定：现场有功率测量装置，可直接通过测量二次电流电压相位即可算出功率；若无该装置，则采取以下方法分析：装置计算功率采用电流相数是否与实际一次电流互感器对应，即两表法还是三表法测功率，如实际电流互感器为两相，而采用三表法计算功率则误差很大；后台组态中电流互感器、电压互感器变比是否正确设置，电流互感器回路接线是否正确，电流互感器是否被封死；采用功率计算公式P=31/2UIcosj初步计算功率是否与显示一致；如不一致，则用相序表测装置电压相序是否正确，如电压相序正确，则某相电流相序或极性必不正确，此时，可在开关柜端子排依次短接三相电流，并摘掉端子排至主控室或柜上装置电流线，在后台机上观察三相电流显示数据是否正确变化，可排查出开关柜端子排到主控室内电流相序；若电流相序正确，应查电流极性正确否；各电压等级母线上进出有功功率应平衡：各母线上所有受电间隔有功功率之和与送电间隔有功功率之和应相等，如不相等，可根据变电站实际运行状态判断哪个功率点功率方向不正确，功率反的功率点将电流互感器极性对调即可，主变送电侧、受电侧有功功率、无功功率不一定完全相等，由于主变传输的是视在功率，送电侧视在功率等于受电侧视在功率。